Las grietas son consideradas como la discontinuidad más crítica; debido a su forma alargada pueden generar grandes problemas en la unión soldada que puede terminar en una liberación de energía generando un gran accidente.
La grieta se inicia cuando la carga o el esfuerzo aplicados sobre una pieza exceden su resistencia. En otras palabras, hay una condición de sobrecarga, mientras la carga aplicada puede no exceder la capacidad de soportar carga en alguna pieza o estructura, la presencia de alguna entalla o concentrador de esfuerzos puede originar tensiones localizadas en un punto tal que se exceda la resistencia a la tensión del material. En tal caso, la fisuración puede ocurrir en estos puntos concentradores de esfuerzos.
Se puede categorizar las grietas de diferentes formas. Una es agrupándolas como Fisuración en Caliente o Fisuración en Frío dado que algunos tipos se han caracterizado por aparecer en caliente y otras en frío (Diferidas) en el centro del cordón producidas por el P y el S. (fosforo y azufre)
Las grietas en caliente ocurren cuando el metal está solidificando; se presentan a elevadas temperaturas. La propagación de estas grietas se considera inter-granular esto es, entre granos individuales. Si se observa la superficie fracturada de una fisuración en caliente, se verán varios colores los cuales indican la aparición de la grieta a elevadas temperaturas. La grieta en frío ocurre después de que el metal se ha enfriado a temperatura ambiente. Las grietas que aparecen durante el servicio se consideran grietas en frío. Las grietas debajo del cordón son causadas por el hidrógeno atrapado y también se consideran como grietas en frío.
Las grietas pueden describirse por su dirección con respecto al eje longitudinal de la soldadura. Las que están en dirección paralela al eje se refieren como grietas longitudinales; similarmente, las grietas perpendiculares al eje longitudinal de la soldadura son llamadas Grietas Transversales. Estas direcciones de referencia se aplican a grietas que se presentan tanto en el metal base como en el metal depositado.
Las grietas se pueden diferenciar entre varios tipos dando una descripción del lugar exacto en el cual se encuentran respecto de varias zonas de la soldadura; los tipos de grietas más relevantes son:
- Grietas de Garganta.
- Grietas de Raíz.
- Grietas en el Pie.
- Grietas en el Cráter.
- Grietas Bajo el Cordón.
- Grietas en la Zona Afectada por el Calor (ZAC)
- Grietas de Metal Base
GRIETAS EN LA GARGANTA. Son del tipo longitudinal y generalmente se consideran fisuración en caliente. Se presentan a lo largo de la soldadura o en tramos cortos a través de la sección transversal de la misma, una grieta en la garganta puede observarse fácilmente en la cara del cordón. La expresión ” grieta en la línea central” también es empleada para describir esta condición.
GRIETAS EN LA RAIZ. También son del tipo longitudinal; su propagación puede darse tanto en el metal base como en el metal de soldadura, se refieren a grietas en la Raíz debido que ellas se inician normalmente en la raíz del cordón. Así como las grietas en la garganta, éstas se relacionan con la existencia de esfuerzos de contracción del cordón. De otra parte, son consideradas generalmente como grietas en caliente. Las grietas en la raíz resultan normalmente cuando las juntas son mal preparadas, también se presentan con grandes aberturas de raíz, por ejemplo, pueden traducirse como concentradores de esfuerzos los cuales pueden producir fisuras en la raíz.
GRIETAS EN EL PIE. Son grietas en el metal base, las cuales se propagan desde el pie del cordón. Los cordones de soldadura que muestran un excesivo refuerzo o convexidad provocan puntos concentradores de esfuerzos en el pie del cordón. Esto combinado con una micro-estructura de menor ductilidad en la ZAC, (Zona afectada por el calor) incrementa la susceptibilidad de la fisuración del cordón. Las grietas en el pie del cordón son consideradas generalmente grietas en frío.
El esfuerzo que causa éste tipo de fisuración puede nacer en el esfuerzo de contracción transversal durante la soldadura, alguna carga aplicada en servicio o una combinación de ambos. Este tipo de fisuración ocurre en servicio, generalmente en aquellas piezas que están sometidas a cargas cíclicas.
GRIETAS EN EL CRÁTER. Ocurren en el punto de terminación de un cordón de soldadura. Si al finalizar un cordón, el soldador no utiliza una buena técnica de llenado del metal fundido en ese punto, puede resultar un cráter. La presencia de dicho cráter combinada con los esfuerzos de contracción de la soldadura, puede originar fisuras individuales o mallas de fisuras que parten del centro del cráter.
Cuando se presenta este tipo de fisuración radial en al cráter, se conoce comúnmente con el nombre de Grietas en Estrella. Dado que la fisuración en el cráter ocurre durante el proceso de solidificación del metal depositado se considera fisuración en caliente. Las grietas en el cráter pueden llegar a ser extremadamente peligrosas porque tienden a propagarse.
GRIETAS DEBAJO DEL CORDÓN. Aunque se relaciona con la operación de soldeo, la fisuración bajo el cordón se localiza en la ZAC y no en el metal depositado. Cuando se observa una sección transversal de un cordón de soldadura la fisuración bajo el cordón aparece desplazándose directamente paralela a su línea de fusión. Aunque comúnmente se encuentran dentro del metal base, pueden propagarse hacia la superficie y pueden descubrirse durante una inspección visual.
Consecuentemente, en materiales susceptibles a presentar éste tipo de problema, debe efectuarse una inspección final de 48 a 72 horas después de haber finalizado el trabajo de soldadura y haber terminado hasta temperatura ambiente. Los aceros de alta resistencia son muy susceptibles a este tipo de fisuración.
GRIETAS EN LA ZAC. Dado que la ZAC (Zona Afectada por el calor) es típicamente menos dúctil que el metal base y el metal depositado aledaños la fisura puede ocurrir sin la presencia del hidrógeno. En situaciones de alta restricción, el esfuerzo de contracción puede ser suficiente para que la ZAC se fisure, especialmente en aquellos metales frágiles tales como la fundición de hierro.
GRIETAS EN EL METAL BASE. La fisuración también puede presentarse en el metal base. Estos tipos de fisuras pueden estar asociados o no con la soldadura. Generalmente la fisura en el metal base se asocia con concentradores de esfuerzos, los cuales se traducen en fisuración una vez que las partes se han puesto en servicio. Radiográficamente, las grietas aparecen como líneas finas en vez de líneas oscuras bien definidas con lo cual pueden diferenciarse de otro tipo de discontinuidad. Además, su camino de propagación no es perfectamente recto.